前列腺癌具有高度异质性,这对精准治疗和药物开发构成了重大挑战。本文探讨了非遗传因素对前列腺癌异质性的影响,以及肿瘤异质性与抗癌治疗相关的表型转换,并总结了靶向肿瘤环境的挑战,强调需要深入研究肿瘤异质性,为晚期前列腺癌患者提供个性化治疗。
一、克隆异质性
前列腺癌是多灶性疾病,各病灶可能具有不同表型(肿瘤间异质性),随着肿瘤体积增大,多个病灶融合会增加肿瘤异质性(肿瘤内异质性)。其起源存在争议,有单克隆起源和多克隆起源两种观点,相关研究从基因和突变等方面提供了支持证据,但具体起源因病例而异,有待进一步研究。
二、肿瘤微环境异质性
2.1 肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)的异质性
①起源多样:传统认为CAFs源于基质细胞和癌细胞产生的转化生长因子(TGF-β)或缺氧诱导因子(HIF)-1α通路影响下的驻留成纤维细胞,也可由内皮 - 间充质或上皮 - 间充质转化、基质中的其他成熟细胞转分化以及骨髓间充质干细胞分化而来,癌症干细胞也是其关键起源之一。
②功能多样:在前列腺癌中,p62、CD90等基质特异性标志物表达与肿瘤进展相关,如CXCL - 13、CD105等标志物与前列腺癌的进展和表型转换有关;单细胞技术发现人前列腺中的CAFs有六个亚群,分泌不同细胞因子,影响肿瘤生长和进展;CAFs的异质性还体现在与上皮细胞的共进化及肿瘤发展不同阶段的关系上,其分泌组在前列腺癌进展中发生变化,空间转录组学揭示了多灶性前列腺癌中CAFs基因表达的梯度变化;此外,CAF丰富的肿瘤环境中,细胞外基质蛋白酶和蛋白酶抑制剂的平衡破坏会导致肿瘤更具侵袭性。
2.2 缺氧驱动的异质性
前列腺癌血管形态异常,微血管密度与转移、侵袭性和疾病阶段相关,导致肿瘤缺氧的时空异质性。缺氧影响肿瘤细胞的多种生物学过程,如诱导肿瘤细胞表型变化、促进间充质-上皮转化、神经内分泌转分化、影响肿瘤干细胞特性、导致基因组不稳定等,因此评估肿瘤缺氧状态需考虑时空异质性,可能需要多次活检。
2.3 免疫驱动的异质性
免疫系统在前列腺癌中有抗肿瘤和促肿瘤双重作用,免疫细胞在肿瘤微环境中的浸润具有空间异质性,与前列腺癌进展和预后相关。前列腺癌微环境呈免疫抑制状态,肿瘤相关巨噬细胞具有异质性和可塑性,其极化状态影响肿瘤发展。生长分化因子15(GDF-15)在肿瘤微环境中功能复杂,具有肿瘤抑制或促进作用,影响肿瘤细胞和免疫细胞功能。肿瘤缺氧可调节肿瘤相关巨噬细胞表型变化,促进免疫逃逸,如上调免疫检查点蛋白PD-L1表达。前列腺癌免疫环境复杂、动态,受多种因素影响,探索免疫介导的肿瘤异质性有助于开发精准治疗方法。
三、治疗诱导的异质性
晚期转移性癌症治疗后仍可能复发,肿瘤异质性使癌细胞在治疗中存活并产生耐药性。例如,多倍体巨癌细胞(PGCCs)表型与前列腺癌对多西他赛化疗反应差相关;转移性去势抵抗性前列腺癌(mCRPC)存在时空异质性,治疗后可发生表型转换,如向神经内分泌癌转变,针对此可采用表观遗传疗法等;PARP抑制剂治疗前列腺癌有效,但会出现耐药性,其机制包括BRCA2回复突变、药物外排转运蛋白基因和多药耐药基因过表达等;免疫疗法如CAR-T细胞治疗前列腺癌效果不佳,因癌细胞抗原表达异质导致免疫逃逸。因此,需要联合靶向治疗敏感和耐药肿瘤细胞以提高疗效。
四、靶向基质策略的挑战
首先,不同阶段前列腺癌肿瘤基质的复杂性和异质性尚不清楚,目前临床前模型难以准确模拟肿瘤基质成分,需纳入更多系统和开发先进遗传模型。
其次,缺乏可靠的靶向肿瘤基质的诊断标志物,肿瘤异质性是其难以确定的原因之一。
此外,肿瘤与环境相互作用导致复杂性,治疗过程中需多次活检以预测治疗反应和制定决策。
五、结语
肿瘤微环境异质性在前列腺癌进展和治疗耐药中起关键作用。深入研究其机制,克服靶向基质策略挑战,有助于开发更有效的个性化治疗方法,改善前列腺癌患者预后。未来研究应聚焦异质性关键机制,推动前列腺癌精准治疗发展。
参考文献:Ge, R. , Wang, Z. , & Cheng, L. . Tumor microenvironment heterogeneity an important mediator of prostate cancer progression and therapeutic resistance. npj Precision Oncology.